Quais as principais ligas utilizadas para a fabricação de aços resistentes ao calor?
Passo 1
O enunciado pergunta quais são as ligas mais usadas na fabricação de aços com boa resistência a temperaturas elevadas. Esse tema cai em materiais de engenharia de ligas metálicas, em particular “aços inoxidáveis” e “aços de alta resistência ao calor”. Para resolver, vamos ver primeiro quais elementos de liga conferem estabilidade e resistência a oxidação em altas temperaturas, e depois citar as faixas de composição e tipos de aço.
Passo 2
Os três elementos de liga mais importantes para resistência ao calor são o cromo, o níquel e o molibdênio, pois eles:
– Formam óxidos protetores (em particular o óxido de Cr O
) que diminuem a oxidação em alta temperatura.
– Mantêm a matriz do aço (ferrita ou austenita) estável em serviço.
– Melhoram a resistência mecânica ao fluência (creep) e à fadiga térmica.
– Formam óxidos protetores (em particular o óxido de Cr
– Mantêm a matriz do aço (ferrita ou austenita) estável em serviço.
– Melhoram a resistência mecânica ao fluência (creep) e à fadiga térmica.
Passo 3
Aços ferríticos e martensíticos base Fe–Cr–Mo
Esses aços contêm tipicamente cerca de –
de Cr e
–
de Mo. Exemplos clássicos:
Aço
Cr–
Mo (às vezes chamado T
ou P
)
Aço
Cr–
Mo (às vezes com pequenas adições de V e Nb)
Eles têm boa resistência ao fluência até cerca de e são usados em tubos de caldeiras, vasos de pressão e fornos industriais.
Esses aços contêm tipicamente cerca de
Eles têm boa resistência ao fluência até cerca de
Passo 4
Aços austeníticos base Fe–Cr–Ni (tipo inoxidáveis de alta temperatura)
Eles apresentam de a
de Cr e de
a
de Ni, às vezes com
–
de Mo. Exemplos:
AISI
H e
H (resistência até
)
AISI
e
S (até
)
AISI
(estabilizado com Ti para evitar precipitação de carbonetos)
Eles apresentam de
Passo 5
Pequenas adições extras reforçam ainda mais a liga e melhoram a estabilidade dos óxidos ou o limite de fluência:
– Silício ( ) e alumínio (
) aumentam a resistência à oxidação.
– Titânio e nióbio (traços) estabilizam carbonetos em aços austeníticos.
– Vanádio, tungstênio e cobalto podem elevar o limite de fluência e retardar a cinética de corrosão em certas ligas especiais.
– Silício (
– Titânio e nióbio (traços) estabilizam carbonetos em aços austeníticos.
– Vanádio, tungstênio e cobalto podem elevar o limite de fluência e retardar a cinética de corrosão em certas ligas especiais.
Resposta
As principais ligas para aços resistentes ao calor são:
– Ferríticos/martensíticos Fe–Cr–Mo (ex.: Cr–
Mo,
Cr–
MoV)
– Austeníticos Fe–Cr–Ni (ex.: AISI H,
H,
,
)
com adições secundárias de Si, Al, Ti, Nb, V, W ou Co para aumentar ainda mais a resistência à oxidação e ao fluência em altas temperaturas.
– Ferríticos/martensíticos Fe–Cr–Mo (ex.:
– Austeníticos Fe–Cr–Ni (ex.: AISI
com adições secundárias de Si, Al, Ti, Nb, V, W ou Co para aumentar ainda mais a resistência à oxidação e ao fluência em altas temperaturas.